SU1435505A1 - Method of storing toxic brines in permafrost environment - Google Patents

Method of storing toxic brines in permafrost environment Download PDF

Info

Publication number
SU1435505A1
SU1435505A1 SU864159223A SU4159223A SU1435505A1 SU 1435505 A1 SU1435505 A1 SU 1435505A1 SU 864159223 A SU864159223 A SU 864159223A SU 4159223 A SU4159223 A SU 4159223A SU 1435505 A1 SU1435505 A1 SU 1435505A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
brines
permafrost
injection
brine
mining
Prior art date
Application number
SU864159223A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Миронович Зуев
Анатолий Максимович Порохняк
Александр Викторович Дроздов
Валерий Владимирович Сергиевский
Владимир Васильевич Заборовский
Original Assignee
Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности filed Critical Якутский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алмазодобывающей Промышленности
Priority to SU864159223A priority Critical patent/SU1435505A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1435505A1 publication Critical patent/SU1435505A1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к охране окружающей среды от загр знени  жидкими отходами горных, химических и других производств. Цель - повышение эффективности складировани  за счет уменьшени  емкости поверхностных накопителей и по- выщение экологической надежности складировани  токсичных рассолов. Способ складировани  токсичных рассолов в услови .ч многолетней мерзлоты включает сбор и аккумул цию рассолов (Р) в поверхностных накопител х. Затем осуп1сствл ют подготовку мерзлого коллектора, прилегающего к горной выработке. Это производ т путем порционной закачки в выработку Р. Затем производ т выкачку Р через горную выработку . Закачку Р производ т ниже базиса поверхности массива до прекращени  растекани  Р в массиве после их замерзани . В осенне-зимний период .в выработку дл  подготовки прилегающего массива закачивают Р с концентрацией, равной концентрации насыщени . В летний период закачивают Р, нагретые атмосферным воз- духо.м. I з.п. ф-лы, 1 ил. iThe invention relates to the protection of the environment from contamination by liquid waste from mining, chemical and other industries. The goal is to increase the storage efficiency by reducing the capacity of the surface drives and increasing the environmental safety of the storage of toxic brines. The method of storing toxic brines in permafrost conditions includes the collection and accumulation of brines (P) in surface accumulators. Then, preparation of the frozen collector adjacent to the mine workings is concluded. This is carried out by batch injection into the production of P. Then, pumping out P is carried out through the mine working. Injection P is effected below the basis of the surface of the mass before the spreading of P in the mass after they have frozen. In the autumn-winter period. In order to prepare the adjacent array, P is pumped with a concentration equal to the saturation concentration. During the summer period, P heated by atmospheric air are pumped. I zp f-ly, 1 ill. i

Description

00 ел00 ate

елate

: Изобретение относитс  к охране окружа- к)щей среды от загр знени  жидкими отводами горных, химических и других про- р зводств и может быть использовано дл  Складировани  токсичных рассолов в услови х многолетней мерзлоты. : Цель изобретени  - повышение эффективности складировани  за счет уменьшени  емкости поверхностных накопителей ;и повышение экологической надежности складировани  рассолов.: The invention relates to the protection of the environment from contamination by liquid branches of mining, chemical and other products and can be used for the storage of toxic brines under permafrost conditions. A: The purpose of the invention is to increase the storage efficiency by reducing the capacity of surface storage devices and to increase the environmental reliability of the storage of brines.

Распространенным  вл етс  представление о многолетнемерзлых породах, как об относительно однородном массиве полускальных пород, сцементированных льдом, иолностью заполн юш.им трещины и поры, что превраш,ает этот массив в водоупор дл  залегающих ниже высоконапорных подземных вод. The perception of permafrost as a relatively homogeneous array of semi-rocks, cemented by ice, and completely filling our fractures and pores, which transform this massif into a water-permeable bed below the high-pressure groundwater, is common.

j В результате изучени  многолетнемерз- аых нород установлено, что в массиве много- летнемерзлых пород имеетс  достаточное количество естественных коллекторов (тре- и пор), не заполненных льдом и об- |разованных в результате криогенных воз- |действий на породы. При средней льдис- тости массива 4% суммарные пористость и трещиноватость его составл ют 7-9%, В том числе эффективна  трещиноватость, определ юща  емкостные параметры мас- :сива, оцениваетс  в 1-1,5%. При складировании рассолов происходит :выщелачивание льда, цементирующего мас- |сив многолетнемерзлых пород и за счет этого постепенное разбавление рассолов. Разбавление происходит до тех пор, пока |температура замерзани  разбавленных рассолов не сравн етс  с температурой I вмещающего- многолетнемерзлого мас- сива. В дальнейшем разбавленные рассолы замерзают и их растекание в породах пре- |кращаетс . По периферии участка закачки образуетс  посто нна  ледопородна  завеса, ограждающа  водонасыщенную зону. : Дл  закачки рассолов выбирают участ- ки, отличающиес  повьииенной структурной :нарушенностью и располагающиес  в пределах геологических структур, благопри тных дл  отвода закачиваемых пород от охран емого объекта (например, крыль  склад- чатой структуры или моноклинали с па- :дением в слоев в сторону, противоположную от источника формировани  отходов).j As a result of studying the permafrost, it was found that in the array of permafrost there are a sufficient number of natural reservoirs (three- and pores) that are not filled with ice and formed as a result of cryogenic effects on the rocks. With an average ice mass of 4%, the total porosity and fracture is 7–9%. Including the effective fracture, which determines the capacity parameters of the bulk: mass, is estimated at 1–1.5%. When storing brines, leaching of ice, cementing the permafrost rock mass, occurs and due to this gradual dilution of brines. Dilution occurs until the | freezing temperature of the diluted brines is equal to the temperature I of the host-permafrost massif. Subsequently, the diluted brines freeze and their spreading in the rocks ceases. At the periphery of the injection site, a constant ice-breed curtain forms, protecting the water-saturated zone. : For injection of brines, select areas that differ by structural: disturbance and located within geological structures that are favorable for removal of the injected rocks from the protected object (for example, folding wings or monoclines with falling into layers in the direction of opposite to the waste generation source).

Водоносные комплексы св заны друг с другом.Aquifer systems are associated with each other.

На чертеже изображена схема осущест- влени  способа.The drawing shows the scheme of the method.

Осушение карьера 1 осуп ествл ют способом открытого водоотлива по трубопросо- дам 2. Дренажные воды временно, в период с но бр  по март (когда температура воздуха не превьипает -25°С), аккуму- лируютс  в поверхностном накопителе 3.The drainage of the pit 1 is made possible by the method of open drainage through pipelines 2. Drainage waters temporarily, from November to March (when the air temperature does not exceed -25 ° C), are accumulated in the surface storage tank 3.

Место расположени  участка закачки выбрано в зоне про влени  глуб :много разThe location of the injection site is selected in the depth of development zone: many times

5five

5five

00

0 0 ,;- 0 0,; -

; d

5 five

00

5five

лома западно-северо-западного простирани . Общее падение пород осадочного комплекса составл ет 3-5° на северо-запад от карьера. Высотна  абсолютна  отметка площади участка выше долин водотоков района месторождени . Подошва многолетнемерзлых пород располагаетс  непосредственно над верхнекембрийским в.одоносным горизонтом 4. Породы участка закачки по фильтруемости и льдистости расположены зонами 5-8, где зона 8 - монолитное основание многолетнемерзлых пород.West-Northwest strike strike. The total fall in rocks of the sedimentary complex is 3-5 ° northwest of the pit. The altitude is the absolute mark of the area of the site above the valleys of the watercourses of the deposit area. The permafrost sole is located directly above the Upper Cambrian aquarium horizon 4. The rocks of the injection site by filterability and ice content are located in zones 5–8, where zone 8 is the monolithic base of permafrost.

Дл  закачки рассолов в естественные коллекторы многолетнемерзлых пород пройдена горна  выработка 9 в виде поглощающей скважины на глубину выше подошвы многолетнемерзлых пород. Забой- скважины находитс  в плотных породах, переслаивающихс  маломощными и редкими просло ми пород. Выше разрез представлен, в основном, глинистными известн ками и мергел ми. Дл  организации закачки рассолов скважина оборудована фильтровой колонной 10.For injection of brines into the natural permafrost reservoirs, the forge 9 was excavated in the form of an absorbing well to a depth above the permafrost base. The borehole is in dense rocks, interbedded by thin and rare rock straits. The above section is represented mainly by clayey limestone and marl. To arrange brine injection, the well is equipped with a filter column 10.

Из накопител  3 рассол перекачивают к горной поглощаюш,ей выработке 9 по трубопроводу 11. Закачку рассолов в естественные коллекторы многолетнемерзлых пород ведут свободным наливом в период с марта по сент брь. Причем закачивают рассолы ниже базиса эрозии 12 дл  обеспечени  экологической надежности способа . Предварительно осуществл ют подготовку прискважинного массива, закачива  рассолы небольшими порци ми, после чего за счет выщелачивани  льда в присква жинной зоне приемистость скважины значительно увеличилась.From the accumulator, 3 brine is pumped to the mountain absorber, with a yield of 9 by pipeline 11. The brines are pumped into the natural permafrost reservoirs from free run between March and September. Moreover, brines are pumped below the erosion basis 12 to ensure the ecological reliability of the method. The wellbore array is preliminarily prepared by pumping brines in small portions, after which leaching of the ice in the wellbore zone increases the injectivity of the well.

Закачиваемые рассолы, растека сь по локальным пустотам, в конечном счете образуют обводненную зону 13. Проведенные экспериментальные исследовани  позвол ют условно разделить участок складировани  токсичных рассолов на зону загр знени  механическими частицами 14; зону выщелачивани  льда и разбавлени  рассолов 15; зону замерзани  разбавленных рассолов 16.The injected brines, spreading over local voids, ultimately form a flooded zone 13. Experimental studies conducted by convention allow us to conditionally divide the section of toxic brines into the contaminated zone by mechanical particles 14; a zone for leaching ice and diluting brines 15; freezing zone of diluted brines 16.

Дл  контрол  за процессом растекани  рассолов в многолетнемерзлом массиве по площади вокруг поглощающей горкой выработки 9 пробурены контрольно-наблюдательные скважины 17. Кроме того, орга)шзо- ван геофизический контроль за формированием обводненной зоны. В качестве основных методов контрол  используют методы переходных процессов и вертикальное электрозондирование.In order to control the process of brine spreading in a permafrost array over the area around the absorbing hill 9, monitoring and observation wells 17 were drilled. In addition, the geophysical monitoring of the formation of the flooded zone was carried out. The main methods of control use the methods of transients and vertical electrical probing.

На стадии подготовки массива многолетнемерзлых пород при закачке высокоминерализованных рассолов повыщение уровн  в наблюдательной сква.жине 17 к низкие скорости его падени  после пре- краш.ени  закачек свидетельствуют о неподготовленности прискважинного массива к приему закачиваемых рассолов. После выщелачивани  льда и увеличени  приемистости горной выработки 9 уровень воды в контрольной скважине 17 не только не повышаетс , но постепенно понижаетс .At the stage of preparation of the permafrost massif during the injection of highly mineralized brines, an increase in the level in the observation well of 17 to the low rates of its fall after the termination of downloads indicates that the near-well array is unprepared to receive injected brines. After leaching the ice and increasing the injectivity of the mine working 9, the water level in the control well 17 does not only rise, but gradually decreases.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula I. Способ складировани  токсичных рассолов в услови х многолетней мерзлоты , включающий сбор и аккумул цию рассолов в поверхностных накопител х, закачку рассолов в естественные коллекторы многолетнемерзлых пород через горную выработку на участках массива с повышенной трещиноватостью, в зонах глубинных разломов - через горную выработку, пройденную выше подошвы многолетнемерзлых пород, отличающийс  тем, что, с цельюI. Method of storing toxic brines in permafrost conditions, including the collection and accumulation of brines in surface accumulators, the injection of brines into natural permafrost reservoirs through mining at the sections of the massif with increased fracturing, in the zones of deep faults - through mining developed above the permafrost soles, characterized in that 5five повышени  эффективности складировани  за счет уменьшени  емкости поверхностных накопителей и повышени  экологической надежности складировани  рассолов, предварительно производ т подготовку м ерзлого коллектора, прилегающего к горкой выработке , путем порционной закачки в выработку рассолов, причем закачку последних производ т ниже базиса эрозии поверхности массива до прекращени  растекани  рассолов в массиве после их замерзани . increasing storage efficiency by reducing the surface storage capacity and increasing the environmental reliability of brine storage, preprocessing the frozen reservoir adjacent to the mining development by batch injection into the brine production, and the injection of the latter takes place below the basis of erosion of the surface of the array before the brine spreading stops in the array after freezing. 2. Способ по п. I, отличающийс  тем, что в осенне-зимний период в выработку дл  подготовки прилегающего массива 3aj качивают рассолы с концентрацией, J)aвнoй концентрации насыщени , а в летний период - рассолы, нагретые атмосферным воздухом .2. A method according to claim I, characterized in that in the autumn-winter period, brines with concentration are jigged to prepare for the preparation of the adjacent array 3aj, J) brine concentration heated, and in the summer period brines heated by atmospheric air.
SU864159223A 1986-12-10 1986-12-10 Method of storing toxic brines in permafrost environment SU1435505A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864159223A SU1435505A1 (en) 1986-12-10 1986-12-10 Method of storing toxic brines in permafrost environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864159223A SU1435505A1 (en) 1986-12-10 1986-12-10 Method of storing toxic brines in permafrost environment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1435505A1 true SU1435505A1 (en) 1988-11-07

Family

ID=21272052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864159223A SU1435505A1 (en) 1986-12-10 1986-12-10 Method of storing toxic brines in permafrost environment

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1435505A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570098C1 (en) * 2014-07-04 2015-12-10 Акционерная компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) Method of estimation of payload capacity of natural cryogenic reservoirs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Семенюк В. Д., Батюк В. П., Стасюк Н. П., Евстратов В. Н. Складирование отходов химических производств.- М.: Хими , 1983. Авторское свидетельство СССР № 1234513, кл. Е 02 В 7/06, 1984. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570098C1 (en) * 2014-07-04 2015-12-10 Акционерная компания "АЛРОСА" (публичное акционерное общество) Method of estimation of payload capacity of natural cryogenic reservoirs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baujard et al. Hydrothermal characterization of wells GRT-1 and GRT-2 in Rittershoffen, France: implications on the understanding of natural flow systems in the rhine graben
Johnson Evaporite karst in the United States
Johnson Development of the Wink Sink in west Texas, USA, due to salt dissolution and collapse
Bosch Karst water exploitation
Andrejchuk Collapse above the world’s largest potash mine (Ural, Russia)
Knutsson Hydrogeology in the Nordic countries
SU1435505A1 (en) Method of storing toxic brines in permafrost environment
RU2513962C1 (en) Oil deposit development method
RU2524703C1 (en) Development of minor oil deposits
Cascoyne A review of published literature on the effects of permafrost on the hydrogeochemistry of bedrock
Brudnik et al. The complex hydrogeology of the unique Wieliczka salt mine
Scopel Pressure injection disposal well, Rocky Mountain Arsenal, Denver, Colorado
Tóth et al. A prospect geothermal potential of an abandoned copper mine
SU1645205A1 (en) Method of storing toxic brines in permafrost environment
RU2076923C1 (en) Method of formation of flagging screen in water-encroached rocks
Cederstrom et al. Occurrence and development of ground water in permafrost regions
Piccini et al. The polygenetic caves of Cuatro Ciénegas (Coahuila, Mexico): morphology and speleogenesis
RU2223403C1 (en) Process of preparation of mass of permafrost and flooded rock mass for driving workings
Fan et al. Lessons learned from stimulation of Dibei tight gas reservoir with strong heterogeneity in Tarim basin
RU2150581C1 (en) Method of storing and storage of saline rocks in permafrost regions
Cordova et al. Fracturing and subsidence of the land surface caused by the withdrawal of ground water in the Milford area, Utah
Tóth Geothermal potential of an abandoned copper mine
CN115929402A (en) Method for transferring and storing water resource by utilizing loess in coal mining crack
RU2150721C1 (en) Method of control over stressed state of seismic region
Macuda et al. Auxiliary gravity drain and infiltration wells supporting basic drainage system in the “Bełchatów” Lignite Mine

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: MM4A

Effective date: 20051211